Fonctions d'une variable réelle/Exercices/Développements limités

Développements limités
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Exercices no8
Leçon : Fonctions d'une variable réelle
Chapitre du cours : Développements limités

Exercices de niveau 14.

Exo préc. :Calcul de limites
Exo suiv. :Convexité
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Fonctions d'une variable réelle/Exercices/Développements limités
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Exercice 8-1

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Soit  .

  1. Montrer, par la formule de Taylor-Lagrange, qu'il existe un nombre   tel que  .
  2. En utilisant la formule de Taylor-Young en 0 à l'ordre 5 de  , montrer que   .

Exercice 8-2

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Calculer le développement limité de   en 0 à l'ordre 3.

Calculer le développement limité de   en 0 à l'ordre 9.

Calculer le développement limité de   en 0 à l'ordre 5.

Calculer le développement limité de   en 0 à l'ordre 2.

Exercice 8-3

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Soit   admettant en 0 le développement limité suivant à l'ordre 2 :

  avec  .

Elle admet donc, au voisinage de 0, une fonction réciproque possédant un d.l. à l'ordre 2 en 0 :

 .

Déterminer  .

Soient   et  .

Trouver   et   pour que  , et calculer alors le d.l. de   (en 0, à l'ordre 5).

Exercice 8-4

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Soit  

Démontrer que   admet à tout ordre un d.l. en 0, que l'on précisera.

Exercice 8-5

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Soit  .

  1. En utilisant la formule de Taylor-Laplace, montrer que pour tout  ,
     .
  2. En déduire que  .

Exercice 8-6

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Redémontrer le théorème de Taylor-Young par application itérée de la première règle de l'Hôpital.

Exercice 8-7

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Donner les d.l. à l'ordre 3 :

  • en 0 de   ;
  • en 0 de  ,   fois (la k-ième itérée de  , à ne pas confondre avec la k-ième puissance,  , pour tout  ) ;
  • en 0 de  , pour un réel   fixé ;
  • en 1 de  .

Exercice 8-8

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Calculer les limites en   des trois fonctions suivantes ( ,  ) :

  •   ;
  •   ;
  •  .

Exercice 8-9

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On donne l'équation de van der Waals

 

  désignent respectivement la pression, la température et le volume occupé par un gaz et   sont des constantes.

Quand   devient infiniment grand et   reste constant, donner un développement limité à l'ordre 2 de   en fonction de l'infiniment petit  .

Exercice 8-10

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Déterminer les asymptotes et les positions par rapport à ces asymptotes des courbes suivantes :

  1.   ;
  2.  .

Étudier les fonctions suivantes :

 ,  ,  .

Exercice 8-11

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On pose  . En utilisant un d.l. de   en 0 à un ordre adéquat, calculer   pour tout  .

Soient   un intervalle ouvert contenant 0 et   une fonction définie sur   par :

 

Former le d.l. de   en 0 à l'ordre 4.

Exercice 8-12

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On définit sur   une fonction C :  .

À l'aide d'un d.l. de  , montrer que   admet un prolongement deux fois dérivable en 0.

Exercice 8-12

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Déterminer le développement limité à l'ordre 10 en 0 de la fonction   définie sur   par  .

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